市政工程重力式挡土墙的初探

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【摘要】 为防止土坡坍塌、承受侧向压力受力挡土墙是比较常用的构筑物。本文所阐述的重力式挡土墙，以其结构简单、施工方便、能够就地取材的优招，应用最为广泛。 

【关键词】重力式挡土墙设计、构造、施工要求、措施  【 abstract 】 in order to prevent the collapse of the slope, bear lateral pressure retaining wall is more commonly used force of structures. this paper expounds that the gravity retaining wall, with its simple structure, convenient, can use local materials for the best, most widely used.  【 key words 】 gravity retaining wall design, construction, the construction requirements, the measures  中图分类号：tu99 文献标识码：a文章编号：    重力式挡土墙的分类与适用范围  重力式挡土墙通常由素混凝土或块石砌筑而成。按照墙的倾角不同，可分为仰斜、竖直和俯斜三种。  重力式挡土墙的设计、验算要点  1、设计、验算要点及注意事项  在重力式挡土墙工程设计最初阶段，设计人应因地制宜，以工程所处的不同地势、土质、水文情况为出发点，参考以上三种重力式挡土墙的特点和应用范围，根据以上几点初步确定挡土墙截面形式与尺寸。墙体顶宽不宜小于500㎜，底宽约为墙高的1/3－1/2，对墙高较小且填土质量好的墙，初算时底宽可取墙高的1/3.墙体埋深不小于500㎜，墙趾台阶的高宽比可取h:a=2:1，a不得小于20㎝，此外基底法向反力的偏心距应满足e≤b/4的条件（为无台阶时的基底宽度）。为增加墙体抗倾覆的稳定性，墙体在地成面以下部分可做成台阶式,挡墙地基纵向坡度大于5%时,基底应做成台阶形。坡度不宜大于0.1：1,对岩石地基不宜大于0.2:1。砌筑墙体采用材料可使用砌块石、条石或者素混凝土,块石、条石的强度等级低于mu30，混凝土强度不低于c15。为保证墙后土的抗剪强度以强度利于墙后积水的排出，在墙身错列布置泄水洞，其直径不小于是100mm，外斜坡度5%，间距为2—3 m。当墙后排水量较大或者集中水流处，为减少墙背后水分积聚的不良影响,可适当增密泄水洞，加大泄水洞的尺寸或者增设纵向排水措施,墙身高大的还应在中部设置盲管以利导水。当挡土墙高度大于6 m时，稳定性及地基承载力的要求制约了它的使用。对于高度较大的挡土墙，一般选用带钢筋混凝土底板的重力式挡土墙,既能适应较大的高度，又较为经济方便。初估截面尺寸时应尽量使挡土墙的自重远离墙趾,从而达到较好的抗倾覆效果。为解决基底应力大于地基承载力，且分布不均对工程带来的设计难题，建议采用“垫层法”对地基进行换基处理，以人工回填的砂土（中粗砂，含泥量应 小于3%，孔隙比e≤0.７５，干容重rd≥1.6t/m3)层置换原有土体作为持力层。经过处理的地基稳定性，减少基础降量，加速软土地基的固结,提高地基的强度。  2、工程设计实例  以浙江省某市河道改造工程师例：该工程河道总长约14.4km,全程分为三个区段：上游区段长3800m； 核心区段长约3800m；下游段长6800m。受工程造价与建材运输等条件的限制,下游段改造工程采用的是重力式挡土墙堤岸护坡形式。  ①工程面临的问题  经勘测，发现该地区下游段地质条件不佳：属淤泥质土层，是软黏土的一种典型代表，强度极低：标准贯入击数n<3，承载力不高。与回填土的力学性质干容重1.55t/m3,天然湿容重1.85t/m3,饱和容重2.05t/m3,内摩擦角27。，粘聚力小，压缩性大，基础沉降大。在下水位高且全年降水充沛，蒸腾量大，枯水与丰水期地下水位变化较大。改造后，该市为解决暴雨期雨水排放问题，会将大量雨水集中向河道排放，故下游段承受雨水冲刷严重，易造成地基承载力及抗滑力下降。工程所在地地势高差较大，普通的重力式挡土墙易发生倾覆危险。  ②重点解决的问题及措施  对其地基经行换基处理，将地基不均匀沉降减小到最低水平，避免后期易产生沉降、变形、直截了当墙体开裂等问题。采用垫层法换基，其计算模型为：假定垫层是基础的一部分，则垫层把基础底面的压力扩散到砂垫层的底部，砂层的底部即看作建筑物的“新基础”底面。复核初定截面尺寸的验算点：根据土力学公式，此时砂垫层应满足：rd+b/b/p≤[p](d+d)(r-为砂垫层的容重；p-为基底的设计荷载，当偏心荷载时，可近似地按基底平均压力计；b/-新基础底宽, [p](d+d)-砂垫层底部处天然土的允许承载力; d-垫层深度)。同时根据n=∮max/∮min(∮min/max-地基反力最小从值)验算压力分布不均匀系数是否符合规范荽求。在董力式挡土墙下设置钢筋混凝土底板,满足工程高差大,提高砌体结构的抗拉强度与抗倾覆承载力,避免发生倾覆破坏。通过计算挡土墙与钢筋混凝土底板交接面(即墙胸侧钢筋混凝土挡板)以上的土压力ea、石砌体与挡板交界处的强度、偏心距e (e≤o.35交接面墙体宽度为宜)验算钢筋混凝土底板的高度是  否符合规范要求。在墙后加密设置泄水洞,并在墙后做宽约300-5oomm的碎石(卵石)滤水层,利于排水、防止填土中细颗粒土的流失,并在墙后地基以上最低泄水洞下部地面筑夯实的黏土隔水层,有效防止墙后积水渗入地基造成地基承载力和挡土墙抗滑能力降低。  重力式挡土墙构造及施工要求  1.挡土墙后填土宜选择透水性强的填料分层夯实,当采用黏性土作为填料时,宜掺人碎石,以增加透水性，不应采用夹杂冻结土块、木块等杂物的淤泥、耕种土、膨胀性黏土等作为填料。  2.重力式挡土墙伸缩绅间距，浆砌石拌墙20mm―25mm为宜,素混凝土挡墙1omm-15mm为宜。在地基形状和挡强高度变化处应设沉降缝,缝宽20mm-30mm,缝中应填赛青麻筋或其他有弹性的防水材料，填塞深度不应小于150mm。相邻两端挡土基底高差较大时，应按高：长=1：2放阶，阶高0.5m。  3.砌筑石块在使用前应浇水润湿，清洗修凿筇万终枣使用煎应浇水狎瀑,清洗修凿干净其表面的泥土、水锈。块石基砌筑基础第一层前应将基地表面清扫，润湿再坐浆砌筑；土基，应将基底整平，直接坐浆砌筑。严禁抛石灌浆砌筑。砌体应分段分层砌筑，分段长度一般不超过去10 m，分段位置:宜尽量设在沉降缝处，各砌筑段水平缝应大致水平，相邻工作段的砌筑高差不宜超过1.2 m。  4.砌筑时应在横向、竖向双挂线，各砌层的石块应安放稳固,砌块间应砂浆饱满、粘结牢固，不得直接贴铺或脱空，底浆应铺满，竖缝砂浆应先在已砌完的石块侧面铺放一些，然后在后一块石块放好后填满捣实。  5.石块应分层砌筑，2层或3层砌块组成一个工作层,每一个工作层的水平缝应大致水平，各工作层竖锐突出部分应敲掉。  结束语  综上所述，设计与施工人员在重力式挡土墙设计施工过程中，可结合文中所提实例、针对不同项目问题与注意之处，采取必要的措施在根源上控制和避免问题的出现。    【参考文献】  1、《混凝土结构设计规范》（gb50010-2002）  2、《土木工程力学》机械工业出版社  3、《新版建筑工程施工质量验收规范汇编（修订版）》 中国建筑工业出版社